游梁式抽油机辅助平衡重调平衡方法及控制装置

1.一种游梁式抽油机辅助平衡重调平衡方法，其特征在于，所述方法包括：获取游梁辅助平衡重固定在辅助平衡重初始位置时，游梁式抽油机在连续的一次上冲程与一次下冲程运行过程中的第一运行参数，所述辅助平衡重初始位置为游梁式抽油机处于平衡状态时辅助平衡重所处的位置，所述第一运行参数包括曲柄转角，以及曲柄转角对应的载荷扭矩和平衡扭矩；根据载荷扭矩和平衡扭矩确定游梁式抽油机的净扭矩，根据第一运行参数绘制以曲柄转角为横坐标，扭矩为纵坐标的净扭矩曲线和载荷扭矩曲线，确定净扭矩曲线上的零点及拐点对应的曲柄转角、净扭矩数值和载荷扭矩数值；将净扭矩曲线上一个零点和与该零点相邻的一个拐点确定为一个调整周期，其中，一个调整周期的起始点和终止点中的一个为零点，另一个为拐点；根据第一运行参数中曲柄转角、曲柄转角对应的载荷扭矩和净扭矩，确定每个调整周期中游梁辅助平衡重的移动方向、移动距离及曲柄转动时间；依次在每个调整周期中按照当前调整周期的游梁辅助平衡重的移动方向、移动距离和曲柄转动时间匀速调整游梁辅助平衡重的位置。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，辅助平衡重初始位置根据如下方法确定：获取游梁辅助平衡重固定在游梁支点处时，游梁式抽油机在连续的一次上冲程与一次下冲程运行过程中的第二运行参数，所述第二运行参数包括曲柄转角，以及与曲柄转角对应的载荷扭矩和平衡扭矩；根据所述第二运行参数，确定游梁式抽油机的平衡程度，所述平衡程度包括平衡状态、欠平衡状态和过平衡状态；如果所述游梁式抽油机处于平衡状态，则将游梁支点处确定为辅助平衡重初始位置；如果所述游梁式抽油机处于欠平衡状态或过平衡状态，则根据所述第二运行参数，确定游梁式抽油机在欠平衡状态时辅助平衡重初始位置，以及游梁式抽油机在过平衡状态时辅助平衡重初始位置。 3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二运行参数，确定游梁式抽油机的平衡程度，包括：根据载荷扭矩和平衡扭矩确定净扭矩；根据曲柄转角以及对应的净扭矩，确定游梁式抽油机上冲程净扭矩峰值以及下冲程净扭矩峰值；如果所述上冲程净扭矩峰值与下冲程净扭矩峰值的差值绝对值小于等于预设阈值，则确定游梁式抽油机处于平衡状态；如果所述上冲程净扭矩峰值与下冲程净扭矩峰值的差值绝对值大于预设阈值，且上冲程净扭矩峰值大于下冲程净扭矩峰值，将确定游梁式抽油机处于欠平衡状态；如果所述上冲程净扭矩峰值与下冲程净扭矩峰值的差值绝对值大于预设阈值，且上冲程净扭矩峰值小于下冲程净扭矩峰值，将确定游梁式抽油机处于过平衡状态。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述第二运行参数，确定游梁式抽油机在欠平衡状态时辅助平衡重初始位置，包括：根据 确定游梁辅助平衡重初始位置距离游梁支点处的距离l 01 ；将游梁后臂距游梁支点处l 01 的位置确定为游梁式抽油机在欠平衡状态时辅助平衡重初始位置；其中，a用于表示上冲程净扭矩峰值点，b用于表示下冲程净扭矩峰值点，M a 用于表示a点的净扭矩，M b 用于表示b点的净扭矩，P a 用于表示a点的油井载荷，P b 用于表示b点的油井载荷， 用于表示a点的载荷扭矩， 用于表示b点的载荷扭矩，L 前 用于表示游梁前臂长度，L 后 用于表示游梁后臂长度，m用于表示游梁辅助平衡重的质量，g用于表示重力加速度。 5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述第二运行参数，确定游梁式抽油机在过平衡状态时辅助平衡重初始位置，包括：根据 确定游梁辅助平衡重初始位置距离游梁支点处的距离l 02 ；将游梁前臂距游梁支点处l 02 的位置确定为游梁式抽油机在过平衡状态时辅助平衡重初始位置。 6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据第一运行参数中曲柄转角、曲柄转角对应的载荷扭矩和净扭矩，确定每个调整周期中游梁辅助平衡重的移动方向、移动距离及曲柄转动时间，包括：判断M i 与0的大小关系，如果M i ＞0，则游梁辅助平衡重的移动方向为朝向游梁后臂方向；如果M i ＜0，则游梁辅助平衡重的移动方向为朝向游梁前臂的方向；如果M i ＝0，则游梁辅助平衡重的移动方向为朝向游梁辅助平衡重初始位置的方向；根据 计算曲柄在第i-1点与第i点之间的调整周期中曲柄转动角度间隔 根据 计算曲柄转动时间δ ti ；如果M i ＝0，则将游梁辅助平衡重当前位置与游梁辅助平衡重初始位置之间的距离确定为游梁辅助平衡重的移动距离；如果M i ≠0，则根据 计算游梁辅助平衡重的预测移动距离l i '；如果M i ＞0且l i '小于等于游梁后臂最大可移动位置与游梁辅助平衡重初始位置之间的距离，则将l i '确定为游梁辅助平衡重的移动距离；如果M i ＞0且l i '大于游梁后臂最大可移动位置与游梁辅助平衡重初始位置之间的距离，则将游梁后臂最大可移动位置与游梁辅助平衡重初始位置之间的距离确定为游梁辅助平衡重的移动距离；如果M i ＜0且l i '小于等于游梁前臂最大可移动位置与游梁辅助平衡重初始位置之间的距离，则将l i '确定为游梁辅助平衡重的移动距离；如果M i ＜0且l i '大于游梁前臂最大可移动位置与游梁辅助平衡重初始位置之间的距离，则将游梁前臂最大可移动位置与游梁辅助平衡重初始位置之间的距离确定为游梁辅助平衡重的移动距离；其中，i用于表示第i个零点或拐点，i＝1,2，…，k，i＝1时对应净扭矩曲线的第1个拐点，k+1的值为净扭矩曲线中零点和拐点的总数量； 分别用于表示第i-1点、第i点对应的曲柄转角，n用于表示曲柄半径，ω用于表示曲柄转动角速度，M i 用于表示第i点的净扭矩，M pi 用于表示第i点的载荷扭矩，P i 用于表示第i点的油井载荷。 7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，依次在每个调整周期中按照当前调整周期的游梁辅助平衡重的移动方向、移动距离和曲柄转动时间匀速调整游梁辅助平衡重的位置，包括：根据 计算游梁辅助平衡重从第i-1点对应位置运动到第i点对应位置的运动速度V i ；根据 计算游梁辅助平衡重驱动轮从第i-1点对应位置运动到第i点对应位置时转过的角度θ i ，其中，D用于表示游梁辅助平衡重驱动轮直径；根据 计算游梁辅助平衡重驱动轮从第i-1点对应位置运动到第i点对应位置时的转动速度n i ；在第i-1点和第i点之间的调整周期中，控制游梁辅助平衡重驱动轮按照游梁辅助平衡重的运动方向以n i 的转动速度转动θ i 的角度；其中，l i 用于表示游梁辅助平衡重的移动距离。 8.一种游梁式抽油机辅助平衡重调平衡控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：获取模块，用于获取游梁辅助平衡重固定在辅助平衡重初始位置时，游梁式抽油机在连续的一次上冲程与一次下冲程运行过程中的第一运行参数，所述辅助平衡重初始位置为游梁式抽油机处于平衡状态时辅助平衡重所处的位置，所述第一运行参数包括曲柄转角，以及曲柄转角对应的载荷扭矩和平衡扭矩；确定模块，用于根据获取模块获取的载荷扭矩和平衡扭矩确定游梁式抽油机的净扭矩，根据第一运行参数绘制以曲柄转角为横坐标，扭矩为纵坐标的净扭矩曲线和载荷扭矩曲线，确定净扭矩曲线上的零点及拐点对应的曲柄转角、净扭矩数值和载荷扭矩数值；确定模块，还用于将净扭矩曲线上一个零点和与该零点相邻的一个拐点确定为一个调整周期，其中，一个调整周期的起始点和终止点中的一个为零点，另一个为拐点；确定模块，还用于根据获取模块获取的第一运行参数中曲柄转角、曲柄转角对应的载荷扭矩和净扭矩，确定每个调整周期中游梁辅助平衡重的移动方向、移动距离及曲柄转动时间；调整模块，用于依次在每个调整周期中按照确定模块确定的当前调整周期的游梁辅助平衡重的移动方向、移动距离和曲柄转动时间匀速调整游梁辅助平衡重的位置。 9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，获取模块，还用于获取游梁辅助平衡重固定在游梁支点处时，游梁式抽油机在连续的一次上冲程与一次下冲程运行过程中的第二运行参数，所述第二运行参数包括曲柄转角，以及与曲柄转角对应的载荷扭矩和平衡扭矩；确定模块，还用于根据获取模块获取的所述第二运行参数，确定游梁式抽油机的平衡程度，所述平衡程度包括平衡状态、欠平衡状态和过平衡状态；确定模块，还用于当所述游梁式抽油机处于平衡状态时，将游梁支点处确定为辅助平衡重初始位置；确定模块，还用于当所述游梁式抽油机处于欠平衡状态或过平衡状态时，根据所述第二运行参数，确定游梁式抽油机在欠平衡状态时辅助平衡重初始位置，以及游梁式抽油机在过平衡状态时辅助平衡重初始位置。 10.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述确定模块，用于：根据载荷扭矩和平衡扭矩确定净扭矩；根据曲柄转角以及对应的净扭矩，确定游梁式抽油机上冲程净扭矩峰值以及下冲程净扭矩峰值；如果所述上冲程净扭矩峰值与下冲程净扭矩峰值的差值绝对值小于等于预设阈值，则确定游梁式抽油机处于平衡状态；如果所述上冲程净扭矩峰值与下冲程净扭矩峰值的差值绝对值大于预设阈值，且上冲程净扭矩峰值大于下冲程净扭矩峰值，将确定游梁式抽油机处于欠平衡状态；如果所述上冲程净扭矩峰值与下冲程净扭矩峰值的差值绝对值大于预设阈值，且上冲程净扭矩峰值小于下冲程净扭矩峰值，将确定游梁式抽油机处于过平衡状态。 11.根据权利要求10所述的控制装置，其特征在于，所述确定模块，用于：根据 确定游梁辅助平衡重初始位置距离游梁支点处的距离l 01 ；将游梁后臂距游梁支点处l 01 的位置确定为游梁式抽油机在欠平衡状态时辅助平衡重初始位置；其中，a用于表示上冲程净扭矩峰值点，b用于表示下冲程净扭矩峰值点，M a 用于表示a点的净扭矩，M b 用于表示b点的净扭矩，P a 用于表示a点的油井载荷，P b 用于表示b点的油井载荷， 用于表示a点的载荷扭矩， 用于表示b点的载荷扭矩，L 前 用于表示游梁前臂长度，L 后 用于表示游梁后臂长度，m用于表示游梁辅助平衡重的质量，g用于表示重力加速度。 12.根据权利要求11所述的控制装置，其特征在于，所述确定模块，用于：根据 确定游梁辅助平衡重初始位置距离游梁支点处的距离l 02 ；将游梁前臂距游梁支点处l 02 的位置确定为游梁式抽油机在过平衡状态时辅助平衡重初始位置。 13.根据权利要求12所述的控制装置，其特征在于，所述确定模块，用于：判断M i 与0的大小关系，如果M i ＞0，则游梁辅助平衡重的移动方向为朝向游梁后臂方向；如果M i ＜0，则游梁辅助平衡重的移动方向为朝向游梁前臂的方向；如果M i ＝0，则游梁辅助平衡重的移动方向为朝向游梁辅助平衡重初始位置的方向；根据 计算曲柄在第i-1点与第i点之间的调整周期中曲柄转动角度间隔 根据 计算曲柄转动时间δ ti ；当M i ＝0时，将游梁辅助平衡重当前位置与游梁辅助平衡重初始位置之间的距离确定为游梁辅助平衡重的移动距离；当M i ≠0时，根据 计算游梁辅助平衡重的预测移动距离l i '；当M i ＞0且l i '小于等于游梁后臂最大可移动位置与游梁辅助平衡重初始位置之间的距离时，将l i '确定为游梁辅助平衡重的移动距离；当M i ＞0且l i '大于游梁后臂最大可移动位置与游梁辅助平衡重初始位置之间的距离时，将游梁后臂最大可移动位置与游梁辅助平衡重初始位置之间的距离确定为游梁辅助平衡重的移动距离；当M i ＜0且l i '小于等于游梁前臂最大可移动位置与游梁辅助平衡重初始位置之间的距离时，将l i '确定为游梁辅助平衡重的移动距离；当M i ＜0且l i '大于游梁前臂最大可移动位置与游梁辅助平衡重初始位置之间的距离时，将游梁前臂最大可移动位置与游梁辅助平衡重初始位置之间的距离确定为游梁辅助平衡重的移动距离；其中，i用于表示第i个零点或拐点，i＝1,2，…，k，i＝1时对应净扭矩曲线的第1个拐点，k+1的值为净扭矩曲线中零点和拐点的总数量； 分别用于表示第i-1点、第i点对应的曲柄转角，n用于表示曲柄半径，ω用于表示曲柄转动角速度，M i 用于表示第i点的净扭矩，M pi 用于表示第i点的载荷扭矩，P i 用于表示第i点的油井载荷。 14.根据权利要求13所述的控制装置，其特征在于，调整模块，用于：根据 计算游梁辅助平衡重从第i-1点对应位置运动到第i点对应位置的运动速度V i ；根据 计算游梁辅助平衡重驱动轮从第i-1点对应位置运动到第i点对应位置时转过的角度θ i ，其中，D用于表示游梁辅助平衡重驱动轮直径；根据 计算游梁辅助平衡重驱动轮从第i-1点对应位置运动到第i点对应位置时的转动速度n i ；在第i-1点和第i点之间的调整周期中，控制游梁辅助平衡重驱动轮按照游梁辅助平衡重的运动方向以n i 的转动速度转动θ i 的角度；其中，l i 用于表示游梁辅助平衡重的移动距离。 15.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一所述方法。 16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至7任一所述方法的计算机程序。